Científicos de Stanford revelan por qué las vacunas COVID mRNA pueden causar inflamación cardíaca

Investigadores de Stanford Medicine identificaron los pasos biológicos que explican cómo las vacunas COVID-19 basadas en mRNA pueden, en raras ocasiones, provocar inflamación del corazón en algunos hombres jóvenes y adolescentes. Su trabajo también apunta a una posible estrategia para reducir este riesgo.

Al combinar técnicas de laboratorio modernas con datos previamente publicados de individuos vacunados, el equipo descubrió una respuesta inmune en dos etapas. En este proceso, la vacuna activa un tipo de célula inmunitaria, que luego estimula a otra. Juntas, estas reacciones inmunitarias generan inflamación que puede dañar las células del músculo cardíaco y desencadenar efectos inflamatorios adicionales.

Las vacunas siguen siendo altamente seguras y efectivas

Los hallazgos se produjeron a pesar de que las vacunas COVID-19 mRNA se han administrado miles de millones de veces en todo el mundo y continúan mostrando un excelente historial de seguridad, afirmó Joseph Wu, MD, PhD, director del Stanford Cardiovascular Institute.

"Las vacunas mRNA han hecho un trabajo tremendo mitigando la pandemia de COVID", dijo Wu, profesor de medicina y radiología. "Sin estas vacunas, más personas se habrían enfermado, más personas habrían tenido efectos graves y más personas habrían muerto".

Las vacunas mRNA se consideran un gran avance porque pueden desarrollarse rápidamente, ajustarse a medida que los virus cambian y adaptarse para atacar patógenos muy diferentes. Sin embargo, como con cualquier intervención médica, las reacciones no son idénticas para todos.

Comprendiendo la miocarditis asociada a la vacuna

Un efecto secundario poco común pero documentado de las vacunas COVID-19 mRNA es la miocarditis, que se refiere a la inflamación del músculo cardíaco. Los síntomas pueden incluir dolor en el pecho, dificultad para respirar, fiebre y palpitaciones. Estos síntomas ocurren sin una infección viral y generalmente aparecen dentro de uno a tres días después de la vacunación.

La mayoría de los individuos afectados muestran niveles elevados de troponina cardíaca en su sangre, un marcador ampliamente utilizado de lesión del músculo cardíaco. (La troponina cardíaca se encuentra normalmente exclusivamente en el músculo cardíaco. Cuando se encuentra en circulación en la sangre, indica daño a las células del músculo cardíaco).

La condición ocurre en aproximadamente uno de cada 140,000 personas después de la primera dosis de la vacuna y aumenta a alrededor de uno de cada 32,000 después de la segunda dosis. Las tasas son más altas entre hombres de 30 años o menos, donde afecta a aproximadamente uno de cada 16,750 receptores de la vacuna.

Los resultados suelen ser leves y temporales

Wu enfatizó que la mayoría de los casos de miocarditis vinculados a la vacunación se resuelven rápidamente, con la función cardíaca completamente preservada o restaurada.

"No es un ataque cardíaco en el sentido tradicional", dijo. "No hay bloqueo de vasos sanguíneos como se encuentra en la mayoría de los ataques cardíacos comunes. Cuando los síntomas son leves y la inflamación no ha causado daño estructural al corazón, simplemente observamos a estos pacientes para asegurarnos de que se recuperen".

En raras ocasiones, sin embargo, la inflamación severa puede causar lesiones graves, lo que lleva a hospitalización, tratamiento en cuidados intensivos o muerte.

"Pero COVID es peor", dijo Wu. Señaló que una infección por COVID-19 es aproximadamente 10 veces más probable que cause miocarditis que una vacuna COVID-19 basada en mRNA, además de los muchos otros riesgos que plantea la enfermedad.

Un análisis más detallado de la respuesta inmune

Wu es uno de los autores principales del estudio, publicado el 10 de diciembre en Science Translational Medicine, junto con Masataka Nishiga, MD, PhD, un ex investigador postdoctoral de Stanford ahora en The Ohio State University. El autor principal del estudio es Xu Cao, PhD, también investigador postdoctoral en Stanford.

"Los científicos médicos son bastante conscientes de que el COVID en sí puede causar miocarditis", dijo Wu. "En menor medida, también pueden hacerlo las vacunas mRNA. La pregunta es, ¿por qué?"

Identificación de los sospechosos

Para responder a esa pregunta, el equipo analizó muestras de sangre de individuos vacunados, incluidos algunos que desarrollaron miocarditis. Al comparar estas muestras con las de personas que no desarrollaron inflamación cardíaca, dos proteínas destacaron.

"Dos proteínas, llamadas CXCL10 e IFN-gamma, aparecieron. Creemos que estas dos son los principales impulsores de la miocarditis", dijo Wu.

Tanto CXCL10 como IFN-gamma son citoquinas, moléculas de señalización que las células inmunitarias utilizan para comunicarse y coordinar su actividad.

Cómo interactúan las células inmunitarias después de la vacunación

Los investigadores cultivaron células inmunitarias humanas llamadas macrófagos en platos de laboratorio y las expusieron a las vacunas mRNA. Los macrófagos actúan como los primeros respondedores en la defensa inmunitaria.

Después de la exposición, los macrófagos liberaron múltiples citoquinas, con niveles especialmente altos de CXCL10. Su comportamiento coincidió estrechamente con las respuestas inmunitarias documentadas previamente en personas vacunadas.

Cuando se añadieron células T al sistema, ya sea directamente o exponiéndolas a líquido de los cultivos de macrófagos, las células T comenzaron a producir grandes cantidades de IFN-gamma. En contraste, las células T expuestas solo a la vacuna no mostraron este aumento. Estos hallazgos mostraron que los macrófagos producen principalmente CXCL10, mientras que las células T son la principal fuente de IFN-gamma después de la vacunación.

Cómo las citoquinas afectan el corazón

Para determinar si estas citoquinas dañan directamente el corazón, el equipo vacunó a ratones machos jóvenes y observó un aumento en los niveles de troponina cardíaca, indicando lesión del músculo cardíaco.

También encontraron que las células inmunitarias, incluidos macrófagos y neutrófilos, habían ingresado al tejido cardíaco. Los neutrófilos son células inmunitarias de corta vida que responden agresivamente a amenazas y son un componente importante del pus. Una infiltración similar de células inmunitarias se observa en personas que desarrollan miocarditis después de la vacunación.

Bloquear CXCL10 e IFN-gamma redujo el número de estas células inmunitarias que ingresan al corazón y limitó el daño al tejido sano.

Los investigadores también detectaron niveles aumentados de moléculas de adhesión en los vasos sanguíneos del corazón. Estas moléculas ayudan a las células inmunitarias a adherirse a las paredes de los vasos, facilitando su movimiento hacia el tejido cardíaco.

En conjunto, estos hallazgos confirmaron que CXCL10 e IFN-gamma contribuyen directamente a la lesión cardíaca. Bloquearlos preservó gran parte de la respuesta inmunitaria a la vacunación mientras se redujeron los signos de daño cardíaco.

Pruebas en modelos de tejido cardíaco humano

El laboratorio de Wu se especializa en convertir células de piel o sangre humanas en células similares a células madre que pueden convertirse en células del músculo cardíaco, células inmunitarias y células de los vasos sanguíneos. Estas células pueden ensamblarse en pequeños grupos que laten y que imitan aspectos de la función cardíaca.

Cuando estos esferoides cardíacos fueron expuestos a CXCL10 e IFN-gamma recolectados de células inmunitarias vacunadas, los marcadores de estrés cardíaco aumentaron drásticamente. El uso de inhibidores para bloquear las citoquinas redujo este daño.

Las medidas de la función cardíaca, incluida la fuerza de contracción y el ritmo de latido, se vieron afectadas por las citoquinas, pero mejoraron una vez que se bloqueó la señalización.

Salvados por una soja

Wu sospechó que un compuesto dietético ampliamente disponible podría ayudar a proteger el corazón. Dado que la miocarditis es más común en hombres y el estrógeno tiene efectos antiinflamatorios, revisó el genisteína, un compuesto derivado de la soja que su equipo había estudiado previamente.

En un estudio de 2022 publicado en Cell, los investigadores mostraron que la genisteína tiene propiedades antiinflamatorias y puede contrarrestar el daño relacionado con la marihuana a los vasos sanguíneos y el tejido cardíaco.

"La genisteína se absorbe débilmente cuando se toma por vía oral", dijo Wu. "Nadie se ha sobredosis de tofu".

Pruebas de los efectos protectores de la genisteína

El equipo repitió sus experimentos mientras pretrataban células, esferoides cardíacos y ratones (estos últimos mediante la administración oral de grandes cantidades) con genisteína. Este tratamiento redujo gran parte del daño cardíaco causado por la vacunación mRNA o la combinación de CXCL10 e IFN-gamma.

La forma de genisteína utilizada en el estudio fue más purificada y concentrada que los suplementos comúnmente vendidos en tiendas.

"Es razonable creer que la respuesta inflamatoria inducida por la vacuna mRNA puede extenderse a otros órganos", dijo Wu. "Nosotros y otros hemos visto alguna evidencia de esto en pulmones, hígado y riñón. Es posible que la genisteína también revierta estos cambios".

Implicaciones más amplias más allá de las vacunas COVID

La señalización aumentada de citoquinas puede ser una característica más amplia de las vacunas mRNA. IFN-gamma, en particular, juega un papel crítico en la defensa del cuerpo contra el ADN y el ARN extranjeros, incluido el material genético viral.

"Su cuerpo necesita estas citoquinas para defenderse de los virus. Es esencial para la respuesta inmune, pero puede volverse tóxica en grandes cantidades", dijo Wu. Un exceso de IFN-gamma puede llevar a síntomas similares a la miocarditis y a la descomposición de las proteínas del músculo cardíaco.

Este riesgo no se limita solo a las vacunas COVID.

"Otras vacunas pueden causar miocarditis y problemas inflamatorios, pero los síntomas tienden a ser más difusos", dijo Wu. "Además, los riesgos de las vacunas COVID-19 basadas en mRNA han recibido un intenso escrutinio público y cobertura mediática. Si siente dolor en el pecho por una vacuna COVID, va al hospital para que lo revisen, y si la troponina sérica es positiva, entonces se le diagnostica miocarditis. Si tiene músculos o articulaciones adoloridos por una vacuna contra la gripe, simplemente lo ignora".

Financiamiento y apoyo

El estudio fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud (subvenciones R01 HL113006, R01 HL141371, R01 HL141851, R01 HL163680 y R01 HL176822) y la Fundación Gootter-Jensen.

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